推压式自护壁成孔灌注桩螺旋钻头及钻孔方法技术

本发明专利技术涉及建筑工程技术领域，具体为推压式自护壁成孔灌注桩螺旋钻头及钻孔方法。包括上下两端敞口的护壁外筒，及同轴设置在护壁外筒内的主轴；主轴上设置有螺旋叶片；螺旋叶片与护壁外筒内壁相连；主轴中空，下端套接有可上下滑动的主钻头；主轴下端通过轴杆与护壁外筒连接；轴杆上设置有可轴向滑动的叶片座；叶片座上设置有叶片；护壁外筒侧壁上设置有与对应叶片配合的穿孔；主钻头与叶片座之间铰接有活动杆；活动杆侧壁分布有副钻头；叶片上设置有用于输出混凝土浆的出浆孔和用于输出速凝剂的出液孔。本发明专利技术能够实现水泥搅拌土自护壁，成孔的同时可实现在护壁层注入水泥浆和速凝剂搅拌快速形成水泥搅拌土护壁。凝剂搅拌快速形成水泥搅拌土护壁。凝剂搅拌快速形成水泥搅拌土护壁。

【技术实现步骤摘要】
推压式自护壁成孔灌注桩螺旋钻头及钻孔方法


[0001]本专利技术涉及建筑工程
，具体为推压式自护壁成孔灌注桩螺旋钻头及钻孔方法。

技术介绍

[0002]灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。
[0003]现有的成孔灌注桩有人工成孔和机械成孔两种：
[0004]一、人工成孔灌注桩采用人工开挖，钢筋混泥土护壁，具有需要设备少，可在大面积完成成孔后一次同时浇筑，减少现场交叉作业降低浇筑设备成本；桩底清理彻底，可见可控，成桩质量高且稳定，成本较高但可控，同截面单桩承载力高等优势；
[0005]但人工桩由于要作业人员下井作业，工人劳动强度高，井下作业人员安全风险大，成桩深度一般不能超16米，同时需要人员多，进度慢，工人难组织，护壁料成本较高等缺点.目前正在淘汰
[0006]二、机械成孔灌注桩目前大部分采用旋挖成孔和机械冲击成孔的方式
[0007]旋挖成孔灌注桩优势，采用旋挖成孔钢护筒护壁或者泥浆护壁，具有需要作业人员少，人员劳动强度低，单一地层进度快，作业成本较人工桩低，无井下作业风险.成桩深度无限制；劣势在于：旋挖成孔应对复杂地层由于护壁需要的设备多，故成本高，并桩底不能清理彻底，有沉渣，成孔质量不稳定，同截面单桩承载力较人工桩低且复杂地层混泥土浪费大，成本不可控，有时甚至远超人工桩。
[0008]冲击成孔灌注桩，采用冲击成孔，泥浆护壁，适应复杂地层，工人劳动强度低，但冲击桩进度很慢，成本高昂，对场地破话大，成桩质量一般。

技术实现思路

[0009]针对以上问题，本专利技术提供一种推压式自护壁成孔灌注桩螺旋钻头，能够实现水泥搅拌土自护壁，成孔的同时可实现在护壁层注入水泥浆和速凝剂搅拌快速形成水泥搅拌土护壁。
[0010]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0011]一种推压式自护壁成孔灌注桩螺旋钻头，包括上下两端敞口的护壁外筒，及同轴设置在护壁外筒内的主轴；所述主轴上设置有螺旋叶片；所述螺旋叶片与护壁外筒内壁相连；所述主轴中空，下端套接有可上下滑动的主钻头；所述主轴下端通过轴杆与护壁外筒连接；所述轴杆上设置有可轴向滑动的叶片座；所述叶片座上设置有叶片；所述护壁外筒侧壁上设置有与对应叶片配合的穿孔；所述主钻头与叶片座之间铰接有活动杆；所述活动杆侧壁分布有副钻头；所述叶片上设置有用于输出混凝土浆的出浆孔和用于输出速凝剂的出液孔。
[0012]与现有技术相比，上述技术方案的有益效果为：
[0013]护壁外筒与主钻头同步旋转，钻孔时破碎的泥土通过螺旋叶片输送出来，在钻孔的同时，能够利用主钻头的挤压力使得叶片从护壁外筒外壁伸出来，护壁外筒对孔的内壁进行灌浆操作，混凝土浆与速凝剂及泥土快速混合形成混凝土内壁，伸出来的叶片在实现扩孔的同时，还能够将扩孔产生的泥土同时与混凝土混合搅拌均匀，实现混凝土护壁的同步完工，退孔时，主钻头前端失去挤压力，叶片自动缩回护壁外筒内，便于护壁外筒对护壁进行刮平操作。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进：所述出浆孔输入端与注浆管连通；所述出液孔输入端与注液管连通；所述注浆管和注液管从主轴下端侧壁进入主轴内设置。
[0015]上述改进的有益效果为：通过注浆管和注液管将外界的混凝土和速凝剂注入到出浆孔和出液孔内。
[0016]作为上述技术方案的进一步改进：所述主钻头上端连接主钻轴；所述主钻轴套设在主轴内；所述主钻轴顶端设置有限位件。
[0017]上述改进的有益效果为：通过主钻轴的升降来控制主钻头的升降，同时限位件可以限制主钻头下降的距离。
[0018]作为上述技术方案的进一步改进：所述主钻轴上设置有压缩弹簧。
[0019]上述改进的有益效果为：通过压缩弹簧可以实现在主钻头失去受压时，能够自动复位下降，从而控制叶片自动缩回到护壁外筒内。
[0020]作为上述技术方案的进一步改进：所述活动杆与主钻头的铰接处或与叶片座的铰接处设置有扭簧。
[0021]上述改进的有益效果为：通过扭簧来控制活动杆的自动复位摆动，从而控制主钻头自动下降复位和叶片的自动缩回到护壁外筒内。
[0022]作为上述技术方案的进一步改进：所述主轴外壁上分布有出水孔。
[0023]上述改进的有益效果为：进水管用于将外界的水输入到护壁外筒内，从而润湿内部的泥土以及对钻头各部件进行冷却，提高钻孔效率，同时吸泥管能够将护壁外筒内部的泥土持续的吸走。
[0024]作为上述技术方案的进一步改进：所述轴杆上设置有可移动定位的第一限位调节件或所述主钻轴上设置有可上下调节位置的第二限位调节件。
[0025]上述改进的有益效果为：通过移动第一限位调节件在轴杆上的位置，从而控制叶片座的移动范围，从而实现调节叶片伸出的长度；或者通过移动第二限位调节件在主钻轴上的位置，从而控制主钻头上升的距离，从而实现调节叶片伸出的长度；其中第一限位调节件和第二限位调节件均可以为环状，通过侧壁的紧定螺钉固定。
[0026]作为上述技术方案的进一步改进：所述主钻头上端通过连接杆与伸缩缸连接；所述伸缩缸设置在主轴内或护壁外筒上端。
[0027]上升改进的有益效果为：通过伸缩缸来控制主钻头上升的距离，从而实现调节叶片伸出的长度，伸缩缸可以为油缸，采用伸缩缸控制后，可以实现连续的调节叶片伸出长度，实现在钻头的过程中即可调节叶片伸出的长度。
[0028]采用推压式自护壁成孔灌注桩螺旋钻头进行钻孔的方法，包括如下步骤：
[0029]钻孔操作：驱动护壁外筒和主钻头向下挤压钻孔的同时旋转，主钻头上升带动叶
片座移动，从而使得叶片从穿孔中伸出来；主钻头和副钻头在钻孔过程中将钻孔产生的泥土收集到护壁外筒内，通过螺旋叶片输送出来；伸出的叶片对孔壁泥土进行刮擦破碎，同时混凝土浆从出浆孔喷出，速凝剂从出液孔喷出与被破碎的泥土混合均匀，然后凝固形成混凝土护壁；
[0030]退孔操作：完成钻孔后，停止注入混凝土浆和速凝剂，钻头整体上升移动，主钻头前端失去挤压力，叶片缩回护壁外筒内；护壁外筒在上升过程中对混凝土护壁进行刮平，最后形成形成带有混凝土护壁的灌注桩孔。
[0031]采用的推压式自护壁成孔灌注桩螺旋钻头进行钻孔的另一种方法，包括如下步骤：
[0032]变径操作：根据灌注桩孔的直径大小，调节第一限位调节件或第二限位调节件的位置或控制伸缩缸的伸缩量来设定叶片的伸出量；
[0033]钻孔操作：驱动护壁外筒和主钻头向下挤压钻孔的同时旋转，主钻头上升带动叶片座移动，从而使得叶片从穿孔中伸出来；主钻头和副钻头在钻孔过程中将钻孔产生的泥土收集到护壁外筒内，通过螺旋叶片输送出来；伸出的叶片对孔壁泥土进行刮擦破碎，同时混凝土浆从出浆孔喷出，速凝剂从出液孔喷出与被破碎的泥土混合均匀，然后凝固形成混凝土护壁；
[0034]退孔操作：完本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种推压式自护壁成孔灌注桩螺旋钻头，其特征在于，包括上下两端敞口的护壁外筒(1)，及同轴设置在护壁外筒(1)内的主轴(13)；所述主轴(13)上设置有螺旋叶片(14)；所述螺旋叶片(14)与护壁外筒(1)内壁相连；所述主轴(13)中空，下端套接有可上下滑动的主钻头(7)；所述主轴(13)下端通过轴杆(4)与护壁外筒(1)连接；所述轴杆(4)上设置有可轴向滑动的叶片座(2)；所述叶片座(2)上设置有叶片(3)；所述护壁外筒(1)侧壁上设置有与对应叶片(3)配合的穿孔；所述主钻头(7)与叶片座(2)之间铰接有活动杆(9)；所述活动杆(9)侧壁分布有副钻头(10)；所述叶片(3)上设置有用于输出混凝土浆的出浆孔(31)和用于输出速凝剂的出液孔(32)。2.根据权利要求1所述的推压式自护壁成孔灌注桩螺旋钻头，其特征在于，所述出浆孔(31)输入端与注浆管(11)连通；所述出液孔(95)输入端与注液管(12)连通；所述注浆管(11)和注液管(12)从主轴(13)下端侧壁进入主轴(13)内设置。3.根据权利要求1所述的推压式自护壁成孔灌注桩螺旋钻头，其特征在于，所述主钻头(7)上端连接主钻轴(71)；所述主钻轴(71)套设在主轴(13)内；所述主钻轴(71)顶端设置有限位件(6)。4.根据权利要求1所述的推压式自护壁成孔灌注桩螺旋钻头，其特征在于，所述主钻轴(71)上设置有压缩弹簧(8)。5.根据权利要求1所述的推压式自护壁成孔灌注桩螺旋钻头，其特征在于，所述活动杆(9)与主钻头(7)的铰接处或与叶片座(2)的铰接处设置有扭簧。6.根据权利要求1所述的推压式自护壁成孔灌注桩螺旋钻头，其特征在于，所述主轴(13)外壁上分布有出水孔。7.根据权利要求1所述的推压式自护壁成孔灌注桩螺旋钻头，其特征在于，所述轴杆(4)上设置有可移动定位的第一限位调节件(19)或所述主钻轴(71)上设置有可上下调节位置的第二限位调节件(20)。8.根据权利要求1所述的推压式自护壁成孔灌注桩螺旋钻头，其特征在于，所述主钻头...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾永立，
申请(专利权)人：湖南磐石机械有限公司，
类型：发明
国别省市：